Co to jest tygiel do topienia?

Tygiel do topienia jest zwykle pojemnikiem w kształcie garnka, umieszczonym pośrodku pieca, który służy do przechowywania topionego metalu. Jest zwykle wykonany z węglika krzemu i grafitu, ale może również składać się z metali odpowiednich do zastosowań w wysokich temperaturach, takich jak tantal lub wolfram. Tygle mogą być również kształtowane w formie stożkowej lub płaskiej, przypominającej płytkę, w zależności od zastosowania.

Tygiel przemysłowy to jedna z najstarszych i najprostszych konstrukcji w przemyśle metalurgicznym. Odlewnie zazwyczaj używają ich do topienia mniejszych ilości metalu lub stopów specjalnych niż w większych, komercyjnych odlewniach. Metody ogrzewania pieca, który zawiera jeden z różnych typów tygli, mogą obejmować wszystko, od opalania gazem ziemnym lub propanem po wykorzystanie oleju, koksu lub elektryczności indukcyjnej.

Kształty tygli do topienia są określane jako zęza dla kształtu cylindrycznego i kształt A dla kształtów stożkowych, przy czym tygle A są tańsze, ponieważ są łatwiejsze w produkcji. Materiał, z którego wykonany jest tygiel do topienia, określa również, jaki poziom temperatury może wytrzymać. Tygiel z węglika krzemu może wytrzymać temperatury do 2,750 Fahrenheita (1,510° Celsjusza). Dzięki temu nadają się do obsługi wszystkich miękkich metali, takich jak złoto, srebro i aluminium, a także stopów, takich jak mosiądz, który składa się głównie z cynku i miedzi.

Żelazo i stopy żelaza nie są zwykle przetwarzane w piecu tyglowym, ponieważ temperatura topnienia żelaza jest bardzo wysoka. Standardowa konstrukcja tygla z węglika krzemu rozbiłaby się i zanieczyściłaby próbkę metalu, ponieważ żelazo topi się w temperaturze 2,800 1,538° Fahrenheita (4,712° Celsjusza). Tygiel z mieszaniną grafitu, taki jak modele z węglika krzemu, również nie jest używany do topienia żelaza, ponieważ grafit rozpuszcza się i reaguje z żelazem, zmieniając jego zawartość i powoli zużywając się w strukturze tygla. Specjalistyczne tygle wykonane z molibdenu wytrzymują bardzo wysokie temperatury, jednak do 2,600° Fahrenheita (XNUMX stopni Celsjusza) i mogą być używane do topienia żelaza.

Konstrukcje pieców, w których zastosowano tygiel do topienia, są oznakowane sposobem usuwania stopionego metalu z tygla. Piec do belowania ma tygiel, z którego wylewa się stopiony metal, natomiast piec przechylny ma tygiel, który jest przechylany w celu wylania metalu. Piece podnośne są zaprojektowane tak, aby można było wyjąć całą konstrukcję tygla, a stopiony metal nalewać lub wylewać.

Kompozycje aluminium są również powszechne w tyglach, ponieważ mogą być obojętne w szerokim zakresie chemii metali. Działają jednak najlepiej przy neutralnym poziomie kwasu dla materiałów topionych. Tygle magnezytowe lepiej nadają się do podstawowych związków stopionych, a tygle cyrkonowo-krzemionkowe do związków silnie kwaśnych.
Tygle również poddawane są naprężeniom, gdy są wielokrotnie podgrzewane i chłodzone. Jest to znane jako szok termiczny, a niektóre związki metali stosowane w ścianach tygla radzą sobie z tym lepiej niż inne. Stosowane temperatury, skład chemiczny topionego materiału oraz długość długotrwałego użytkowania tygla do topienia są ważnymi czynnikami, które należy wziąć pod uwagę przy wyborze modelu, który najlepiej odpowiada potrzebom odlewni.